NewFound Martian Proton Aurora可以帮助跟踪火星的水分损失

早期的火星环境概念图像

概念图像描绘了早期的火星环境(右) - 据信含有液态水和较厚的气氛 - 与今天在火星(左)看到的冷,干燥的环境相比。信用:美国宇航局的戈达德太空飞行中心

一种火星极光2016年,美国宇航局的MAVEN航天器首次确认了这一信息根据特派团的新结果,实际上是在红星球上发生的最常见的极光形式。奥罗拉被称为质子极光,可以帮助科学家追踪水分火星' 大气层。

在地球上,极光通常被视为极地地区附近的夜空中的彩色光芒,在那里它们也被称为北部和南方灯光。然而,火星上的质子极光发生在白天并脱掉紫外线,因此人眼是看不见的,而是对Maven(Mars气氛和挥发型进化)航天器上的成像紫外光谱仪(IUV)仪器是看不见的。

Maven的使命是调查红星的红星如何失去大部分大气和水,将气候从一个可能支持生命的人转变为冷,干燥和不透视的人。由于质子Aurora是间接地由来自Martian水的氢气产生的,因此这种极光可用于帮助跟踪正在进行的火星损失。

Maven Spacecraft发现“被盗”电子

这个动画在火星上显示了一个质子极光。首先,太阳风质质子以高速接近火星,遇到围绕行星的氢气云。质子从火星氢原子窃取电子,从而成为中性原子。原子通过鲍瓦座,围绕火星的磁障碍,因为中性颗粒不受磁场的影响。最后,氢原子进入火星的气氛并与气体分子碰撞,导致原子发射紫外线。积分:NASA / MAVEN /戈达德太空飞行中心/丹加拉格尔

“在这项新的研究中,使用来自多个火星年的Maven / IUVS数据,该团队发现,大气逃逸的增加时期对应于质子极光的增加,”佛罗里达州的胚胎海滩胚胎瑞克阿尔族航空大学安德拉·休斯表示。休斯是一个领导作者关于这项研究的论文发表于今天(2019年12月12日)的地球物理研究,空间物理学杂志。“也许有一天,当行星际旅行变得司空见惯时,达到南部夏天抵达火星的旅行者将有前排席位,以观察到地球的天花的马尔蒂尼·普罗兰 - 庄严跳舞(当然,穿着紫外线敏感护目镜时)。这些旅行者将首先见证火星的最后阶段失去了其水的剩余时间。“Hughes于2019年12月12日在旧金山的美国地球物理联盟会议上展示了该研究。

不同现象产生不同种类的极光。然而,地球和火星的所有极光都是由太阳能活动的动力,无论是被称为太阳风暴的高速颗粒,气体和磁场都被称为冠状大量喷射的爆发,还是太阳风中的阵风,导电气体连续吹入空间,在每小时约百万英里。例如,地球上的北部和南方灯发生在暴力太阳能活动中发生扰乱地球的磁层,导致高速电子在地球夜间大气中的气体颗粒中,使它们发光。类似的过程产生火星的离散和漫射极光 - 前面在火星夜间观察到的两种类型的极光。

当太阳风质子(通过强烈的热量剥离它们的静态电子的氢原子)时,质子奥罗拉形式与火星的杜斯坦的上层大气相互作用。当它们接近火星时,通过从火星氢电晕的外边缘的氢原子窃取电子,通过从氢原子窃取的电子,将太阳风中的质子转变为中性原子。当那些高速入射原子击中气氛时,它们的一些能量被释放为紫外线。

火星质子极光图像

火星质子极光的图片。MAVEN的成像紫外摄谱仪观察火星大气,同时拍摄中性氢和质子极光的图像(左图)。在正常情况下的观测显示,氢在盘上和行星的延伸大气中,从一个有利的位置在夜间(中间)。质子极光可以在边缘和圆盘上看到明显的光亮(右图);扣除中性氢的贡献后,质子极光的分布被揭示出来,显示出当能量中性撞击到大气层时,质子极光的亮度在火星盘附近达到峰值。资料来源:美国科罗拉多州安柏瑞德航空大学

当Maven团队首次观察到Proton Aurora时,他们认为这是一个相对不寻常的发生。“At first, we believed that these events were rather rare because we weren’t looking at the right times and places,” said Mike Chaffin, research scientist at the University of Colorado Boulder’s Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) and second author of the study. “But after a closer look, we found that proton aurora are occurring far more often in dayside southern summer observations than we initially expected.” The team has found proton aurora in about 14 percent of their dayside observations, which increases to more than 80 percent of the time when only dayside southern summer observations are considered. “By comparison, IUVS has detected diffuse aurora on Mars in a few percent of orbits with favorable geometry, and discrete aurora detections are rarer still in the dataset,” said Nick Schneider, coauthor and lead of the IUVS team at LASP.

与南部夏天的相关性提出了为什么Proton Aurora为什么这么普遍,它们如何用于跟踪水损失。在南夏夏季,地球也在其轨道上与阳光最近的距离,并且可能发生巨大的沙尘暴。夏季变暖和灰尘活动似乎通过强迫大气中的水蒸气来引起质子极光。太阳能极端紫外光将水分解成其组分,氢气和氧气。光氢气通过火星的重力弱束缚,并增强了火星周围的氢气,增加了氢气损失到空间。电晕中更多的氢气使与太阳风质子的相互作用更常见,使质子极光更频繁和更亮。

所有必要的条件,以创建火星素泉奥罗拉(例如,太阳风质子,延长的氢气氛和全球偶极磁场的不存在)比制造其他类型的极光所需的较大的全球偶极磁场)更常见。“Hughes说。“Also, the connection between MAVEN’s observations of increased atmospheric escape and increases in proton aurora frequency and intensity means that proton aurora can actually be used as a proxy for what’s happening in the hydrogen corona surrounding Mars, and therefore, a proxy for times of increased atmospheric escape and water loss.”

参考:“Mars on Marls of Marls:Staneide在南夏天普遍存在的现象”由AndréaHughes,迈克尔·王郎,埃德文Mierkiewicz,贾斯汀迪班,Sonal Jain,Nicholas Schneider,Mayyasi和Bruce Jakosky,2019年10月12日,JGR空间物理学
DOI:10.1029 / 2019JA027140

这项研究由Maven使命提供资金。Maven的主要调查员是基于Colorado大学的大气和空间物理实验室,科罗拉多州的博尔德和美国宇航局Goddard负责管理MAVEN项目。NASA正在探索我们的太阳系和更远的地方,通过我们强大的太空和地面任务舰队,揭示远近的世界、恒星和宇宙奥秘。

是第一个评论在“NewFound Martian Proton Aurora可以帮助跟踪火星的水分损失”

发表评论

邮箱地址可选。如果提供,您的电子邮件将不会被发布或共享。